自火藥發明以來到宋初，火藥中硝石、硫磺和炭的配比經過人們長期的實踐、摸索，已經基本統一，其配比也有了書面規定，這在火藥史上是很大的發展和進步。另外根據劉旭先生所著《中國古代火藥火器史》中宋初這三種火藥配方實驗結果來看，火球火藥在燃燒後中心溫度可高達1300℃，這已經超過了鐵的熔點，配合宋代書籍描述的可以把敵人盔甲燒熔的記載來看，當時的縱火類火器已經具有非常可怕的殺傷力了。
上述這些早期火器除了用人力投擲外，為了更遠的打擊敵人，宋軍也開始把火器放在投石機上進行遠程投射。除了被用於守城之外，這些火器在野戰當中也大量使用。不過為了保證機動力，往往把投石機改為投石車隨軍移動。《武經總要》曰：“凡砲，軍中之利器也，攻守師行皆用之，守宜重，行宜輕，故鏇風、單梢、虎蹲，師行即用之，守則皆可設也。又陣中可以打其隊兵，中其行伍，則不整矣。若燔芻糧積聚及城門、敵棚、頭車之類，則上施火球、火鷂、火槍以放之。”下面筆者就介紹幾種宋人用來投射火器的投石機。
單梢砲：這種投石機在投射時用40名砲手施放，用時由一名砲手瞄準指揮，剩餘砲手握住拽索，待定放砲手命令便一齊使勁往下猛拉拽索使拋竿一端受力利用槓桿原理將石彈拋射出去。其射程可達50步(約75米)，所用石彈重2斤，也可以拋射火毬，在野戰時施以木輪以便移動。除此外單梢砲還有一種形制，這種形制主要用於守城，其數據較之前一種單梢砲略有改動。這種單梢砲砲手數量及石彈重量不變，主要布置在城牆內四周，用來打擊攻城敵軍。
單梢砲雙梢砲：雙梢砲可野戰可守城，使用時用100名砲手拉拽，1名砲手瞄準指揮，其所拋射石彈重可達25宋斤，射程為80步(約120米)，除此外也可以投射火毬、火鷂、火槍、撒星石等火器，不過拋射火毬時射程較近，可達60步(約90米)。守城可以把雙梢砲成對布置在馬面及翁城內，這樣可形成交叉火力打擊攻城敵軍。
車行砲：用一張大木板為車床，車床下施制四個大木輪，車床上建一根大竿，竿首用一個羅匡木，羅匡木上置放炮梢，高下約城為準，行走移動時用人力推拉，以逐便利。這種投石車所用石彈、火毬及發射方法與其他投石機一樣。
車行炮鏇風砲：鏇風砲是一種略小型的投石機，其主體為一根大木樁，稱為沖天駐。此砲用砲手50人，1名砲手瞄準指揮，其所用大石彈重三斤半，射程可達50步(約75米)，但在使用的時候先要把沖天柱埋在地下5.8寸，兩邊再用夾木夾緊，這樣鏇風砲才能穩定受力，守城時主要布置在城牆上戰棚旁邊。野戰時用一大木板為車床，四周設木護板，安置兩隻大木輪以便於移動。
鏇風砲
鏇風車砲虎蹲砲：一種斜體三角支架式投石機。虎蹲砲用砲手50人，一名砲手瞄準指揮，其所用大石彈重12宋斤，火毬亦如此，射程可達50步(約75米)外，可守城可野戰，野戰時施以木輪以便移動。
虎蹲砲以上這些火器和武備很快在抗金戰爭中發揮了作用。北宋靖康元年(1126年)正月，金軍東路軍渡過黃河包圍北宋首都開封。在守城過程中宋軍使用床子弩與火毬攻擊金軍，並在夜間用霹靂炮(推測為霹靂火毬，或其改進型)攻擊金軍，其聲如霹靂，金軍在震駭之餘驚呼不已。《續資治通鑑長編拾補》中描述為“是夕，李綱宿鹹豐門，以金人進兵門外，治攻具故也。先是，蔡懋(北宋奸臣)號令將士：“金人近城，不得輒施，故有引奸及發床子弩者，皆杖之。”將士憤怨。綱既登城，令施放自便，能中賊者，厚賞，夜發霹靂奸以擊之，軍皆驚呼。”
金軍攻城不得，向宋朝勒索大量金銀與一些土地後退兵北撤。金軍雖然撤圍，但從被俘的宋軍士兵和工匠那裡學到了火器的製造與使用方法，並大量仿製宋軍火器用於作戰。到了靖康元年閏十一月，金軍東西路軍匯合，再次合圍開封。在攻城時金軍在城外築造比開封城牆還要高的望台，並居高臨下用投石機投擲火毬燒毀開封城樓檣櫓，與宋軍展開激烈的攻防戰。《續資治通鑑長編拾補》描述“癸卯，幸安肅門。至朝陽門，敵箭及駕前旗下。令軍士三百餘人縋城出戰，殺敵數百，復縋而上，命以官者數十人。敵築望台，度高百尺，下覘城中，又飛火炮燔樓櫓，將士嚴警備，鏇即繕治。”
金軍在進攻宣化門時攻勢更為猛烈。《三朝北盟會編》描述“是日敵氣益銳，火梯、雲梯、編橋到城下如鱗次，又推對樓五座盛矢石而來，城上以撞竿倒三座，對樓既倒，城上人爭擲草火以焚之，對樓木多而草盛，熾乘南風引燒城上樓子二座，火炮如雨，箭尤不可計，其攻甚力。”由此可見，此時的金軍已經學會火器的製造，並在開封攻城戰中熟練使用，與宋軍火器對攻。雖然宋軍極力抵抗，但可惜的是宋欽宗迷信郭京能以六甲神兵退敵，並命其開城門出戰。六甲神兵自然是無稽之談，而金軍則把握住這次機會於二十五日攻破開封。至此，開封攻防戰結束，宋軍失敗。徽、欽二帝及大量宗室子女被金軍擄掠北上，北宋滅亡，這就是著名的“靖康之恥”。
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